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硅酸鹽水泥熟料

(建築材料)

鎖定
硅酸鹽水泥熟料是以石灰石和粘土為主要原料,經破碎、配料、磨細製成生料,然後在水泥窯中煅燒而成的。礦渣硅酸鹽水泥簡稱礦渣水泥。它由硅酸鹽水泥熟料、20%-70%的粒化高爐礦渣及適量石膏組成。火山灰質硅酸鹽水泥簡稱火山灰水泥。它由硅酸鹽水泥熟料、20%-50%的火山灰質混合材料及適量石膏組成。粉煤灰硅酸鹽水泥簡稱粉煤灰水泥。它由硅酸鹽水泥熟料、20%-40%的粉煤灰及適量石膏組成。
中文名
硅酸鹽水泥熟料
外文名
Portland cement clinker
簡    稱
礦渣水泥

硅酸鹽水泥熟料組成

硅酸鹽水泥熟料主要有CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3四種氧化物組成,在熟料中佔95%,另5%為其他氧化物,如MgO、SO3等。
水泥熟料經高温煅燒後,CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3四種氧化物不是以單獨的氧化物存在,而是以兩種或兩種以上的氧化物反應生成的多種礦物集合體
硅酸鹽水泥熟料中主要形成四種礦物:硅酸三鈣,3 CaO·SiO2,簡寫C3S,佔50~60%,稱阿利特(Alite)或A礦硅酸二鈣,2 CaO·SiO2,簡寫C2S,佔20~25%,稱貝利特(Belite)或B礦;鋁酸三鈣,3CaO·Al2O3,簡寫C3A,佔5~10%;鐵相固溶體,通常以鐵鋁酸四鈣表示,4CaO·Al2O3·Fe2O3,簡寫C4AF,佔10~15%,稱才利特(Celite)或C礦。

硅酸鹽水泥熟料熟料的化學組成

硅酸鹽水泥熟料中的主要化學成分是CaO,SiO2,A12O3,Fe2O3四種氧化物,其總和通常佔熟料總量的95%以上。此外,還含有少量的其他氧化物,如MgO,SO3,Na2O,K2O,TiO2,P2O5等,它們的總量通常佔熟料的5%以下。當用螢石或其他金屬尾礦作礦化劑生產硅酸鹽水泥熟料時,熟料中還會有少量的CaF2或其他微量金屬元素。在實際生產中,硅酸鹽水泥熟料中主要氧化物含量的波動範圍一般為:CaO是62%~67%,SiO2是20%~24%,Al2O3是4%~7%,,Fe2O3是2.5%~6%。在某些特定生產條件下,由於原料及生產工藝過程的差異,硅酸鹽水泥熟料的各主要氧化物含量也有可能略為偏離上述範圍,甚至由於某些生產所用的原料、燃料帶入的MgO,SO3等含量較高,致使有的硅酸鹽水泥熟料中的次要氧化物含量總和有可能高於5%。 [1] 

硅酸鹽水泥熟料分類

水泥熟料按用途和特性分為:通用水泥熟料、低鹼水泥熟料、中抗硫酸鹽水泥熟料、高抗硫酸鹽水泥熟料、中熱水泥熟料和低熱水泥熟料。 [2] 

硅酸鹽水泥熟料率值

水泥熟料是一種多礦物集合體,而這些礦物又是由四種氧化物化合而成。因此在熟料生產控制中,不僅要控制氧化物含量,還要控制氧化物間的比例即率值。熟料率值有三個,各國學者因認識不同採用形式不一,我國採用飽和比KH、硅酸率SM、鋁氧率IM(AM)三大率值。
KH=0.910±0.02(LSF也有表示)
SM=2.70±0.10
IM=1.70±0.10

硅酸鹽水泥熟料煅燒

熟料煅燒顧名思義是將生的燒成熟的。煅燒因窯型不同而有差異。目前國內窯型有濕法窯;幹法窯,幹法中有中空窯、SP(不帶分解爐)、新型幹法窯;半乾法中有立窯、立波爾窯。現介紹幾個重要温度:
1. CaCO3—CaO+CO2分解温度為890℃,MgCO3—MgO+CO2分解温度為590℃,因此分解爐的温度控制為900℃左右;
2.C3S在出現液相以後才能形成,液相温度為1250℃,故熟料燒成温度為1300℃~1450℃(物料温度)。
3. C3S——C2S——C3A——C4AF最低共熔温度1338℃,故低於此温度礦物形成就有困難。
水泥窯氣體温度高達1700℃,物料温度高達1400℃,經水泥窯處理的廢棄物不會造成二次污染。由於垃圾焚燒爐的焚燒温度低於水泥窯,往往會造成二次污染,目前發達國家都有采用水泥窯代替焚燒爐處理垃圾的趨勢。

硅酸鹽水泥熟料粉磨

煅燒出來的熟料主要用於水泥製備,需要添加石膏,混合材等,經過混合粉磨製成最終的水泥產品。

硅酸鹽水泥熟料化學性能

化學性能按GB/T 176進行,礦物組成按表1和表2注中的公式計算。

硅酸鹽水泥熟料物理性能

水泥熟料物理性能的檢驗,是通過將水泥熟料在Φ500mm×500mm化驗室統一小磨中與符合GB/T 176規定的二水石膏一起磨細至350m2/kg±10m2/kg,80μm篩餘(質量分數)≤4%製成Ⅰ型硅酸鹽水泥來進行的。製成的水泥中SO3含量(質量分數)應在2.0%~2.5%範圍內(也可按雙方約定)。所有的試驗(除28d強度外)應在製成水泥後10d內完成。 [2] 
參考資料
  • 1.    陳照峯主編;李斌斌,王少剛副主編,無機非金屬材料學(第2版),西北工業大學出版社,2016.02,第2頁
  • 2.    硅酸鹽水泥熟料  .中國水泥備件網.2009-03-12[引用日期2013-09-02]